高電圧比4 相インターリーブ双方向DC－DCコンバータのインダクタ電流バランスと電力制御の検討

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: SPC24052,MD24052

グループ名: 【D】産業応用部門 半導体電力変換/【D】産業応用部門 モータドライブ合同研究会

発行日: 2024/01/22

タイトル(英語): A Study of DC Inductor Current Balance and Power Control of High Voltage Ratio Four-Phase Interleaved Bidirectional DC-DC converter

著者名: 劉 士強(神戸大学),三島 智和(神戸大学),董 貴義(神戸大学),頼 慶明(国立中興大学)

著者名(英語): Shiqiang Liu(Kobe University),Tomokazu Mishima(Kobe University),Guiyi Dong(Kobe University),Ching-ming Lai(National Chung Hsing University)

キーワード: 双方向ＤＣ－ＤＣコンバータ|フローティングインターリーブトポロジー|広降圧／昇圧電圧比|チャージポンプ|非対称デューティ制御|Bidirectional dc-dc converter|floating interleaved topology|wide Buck/Boost voltage ratio|charge-pump|asymmetric duty limit control

要約(日本語): 筆者らは広降圧/昇圧電圧比を備えた新型のフローティング4相インターリーブチャージポンプ双方向dc-dcコンバータ（F4P-ICPBDC）を提案している。インターリーブ構造を採用して低電圧側の電流リップルを低減し、フローティング構造を採用して高降圧/昇圧電圧比を実現する。また、全デューティサイクルの範囲内で平均インダクタ電流のバランスを達成するために、非対称デューティサイクル制御（DLC）策略が実施されている。コンバータの動作原理を述べ，高電圧比を実現すると理論式ともに明らかにする。これをもとに，SiC M

要約(英語): A study of closed loop control in a novel floating four-phase interleaved charge-pump bidirectional dc-dc converter (F4P-ICPBDC) with wide Buck/Boost voltage ratio is investigated in this article. The interleaved structure is adopted to reduce the ripple of the current through the low-voltage side, and the floating structure is adopted to achieve the high Buck/Boost voltage conversion ratio. In addition, to achieve balance of the average inductor current within the full duty cycle range, an asymmetric duty limit control (DLC) strategy has been implemented. Furthermore, the operating principle of the converter is analyzed. Finally, a 1 kW prototype is developed with SiC-MOSFETs, which verifies the wide Buck/Boost voltage ratio of this converter between the constant low-voltage side (72 V) and the variable high-voltage side (400-800 V). The maximum efficiencies of the converter are recorded as 98.3% in the Buck mode and 97.6% in the Boost mode, respectively. The experimental results validate the feasibility and the effectiveness of the proposed converter, whereby the usefulness of the DLC-based power controller is verified in detail.

本誌: 2024年1月25日-2024年1月26日半導体電力変換/モータドライブ合同研究会-4

本誌掲載ページ: 45-50 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 2,086 Kバイト